Question

【題目】銨明礬［NH4Al(SO4)2·12H2O］是分析化學常用的基準試劑，工業上常用鋁土礦（主要成分為Al2O3）來生產銨明礬，其中Z的水溶液可用于傷口消毒，其工藝流程圖如下：

（1）寫出反應Ⅱ的離子方程式____________________。

（2）25℃時，將0.2 mol·L-1的氨水與0.1 mol·L-1的Y溶液等體積混合，所得溶液的pH=5，則該溫度下氨水的電離常數Kb≈_____________（忽略混合時溶液體積的變化）。

（3）從反應Ⅳ的銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實驗操作依次為_____________、____________、過濾、洗滌（填操作名稱）。

（4）“電解”時，用惰性材料作電極，則陽極電極反應式為__________________________。

（5）反應Ⅵ的化學方程式為______________________。

（6）廢水中含有Fe2＋、Mn2+等金屬離子對自然環境有嚴重的破壞作用，，可用(NH4)2S2O8氧化除去。寫出Mn2+被氧化生成MnO2的離子方程式為__________________________________。Z也有較強氧化性，在實際生產中不用Z氧化Mn2+的原因是_______________________________________。

Answer 1

【答案】 AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3- 1×10-5 蒸發濃縮 冷卻結晶 2SO42-—2e－＝ S2O82- (NH4)2S2O8＋2H2O ＝ 2NH4HSO4＋H2O2 S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋＝4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓ 錳的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多

【解析】（1）氧化鋁與強堿溶液反應生成偏鋁酸鹽溶液，向溶液中通入足量二氧化碳氣體生成氫氧化鋁和碳酸氫鹽，離子方程式AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-；正確答案：AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-。

（2）根據題意可知，設溶液的體積均為1L，氨水和硫酸恰好完全反應生成硫酸銨0.1mol，根據水解反應NH4++H2ONH3H2O+H+可知：所得溶液的pH=5，c(H+)=10-5mol/L, c(NH3H2O)= 10-5mol/L, 兩溶液等體積混合，所以c(NH4+)=0.1 mol/L,根據水解平衡常數計算公式可得：Kh=KW/Kb= c(NH3H2O) ×c(H+)/ c(NH4+), KW=10-14,所以帶入數值后得Kb≈1×10-5；正確答案：1×10-5。

（3）先把銨明礬水溶液進行蒸發濃縮 ，再降溫結晶，過濾、洗滌，得到該物質的晶體，實驗操作依次為蒸發濃縮 、冷卻結晶； 正確答案：蒸發濃縮 、冷卻結晶。

（4）有反應III可知，氫氧化鋁溶于硫酸溶液生成硫酸鋁，所以試劑Y為硫酸溶液，通過流程看出，溶液中的氫離子得電子變為氫氣，那么只有硫酸根離子失電子變為S2O82-，則陽極電極反應式為2SO42-—2e－＝ S2O82-；正確答案：2SO42-—2e－＝ S2O82-。

（5）根據流程圖看出，(NH4)2S2O8與水反應生成NH4HSO4，再根據原子守恒規律，得另外一種物質為H2O2，反應Ⅵ的化學方程式為(NH4)2S2O8＋2H2O ＝ 2NH4HSO4＋H2O2 ；正確答案：(NH4)2S2O8＋2H2O ＝ 2NH4HSO4＋H 2O2。

（6）根據氧化還原反應規律：Mn2+被氧化生成MnO2，S2O82－被還原為SO42－，根據電子守恒、電荷守恒、原子守恒寫出離子方程式為S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋＝4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓；正確答案：S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋＝4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓。過氧化氫也有較強氧化性，但在實際生產中不用Z氧化Mn2+，原因是錳的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多；正確答案：錳的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多。